1.涤纶碱减量的目的和原理
涤纶分子的分子间作用力强、分子排列紧密，纺丝后取向度和结晶度高，纤维弹性模量高，手感硬，刚性大，悬垂性差。
若将涤纶放置于热碱液中，利用碱对涤纶分子中酯键的水解作用，可将涤纶大分子逐步打断。由于涤纶分子结构紧密，纤维吸湿性差而难以膨化，从而使高浓度、高黏度的碱液难以渗入纤维分子内部，因而碱的这种水解作用只能从纤维表面开始，而后逐渐向纤维内部渗透。纤维表面被腐蚀而变得松弛，还会出现坑穴，纤维本身重量随之减少，纱线变细，纱线之间移动的空间变大，涤纶丝刚性降低，从而获得真丝绸般的柔软手感、柔和光泽和较好的悬垂性，滑爽而富有弹性。因此，涤纶碱减量加工是仿真丝绸的关键工艺之一，而加工时如何有效地控制减量率，使织物表面呈现均匀的减量状态是至关重要的。
碱处理使纤维重量减少的比率称为减量率，其公式表示如下：
2.影响涤纶碱减量加工效果的因素
（1）NaOH用量的影响。涤纶具有一定的耐碱性，但在强碱作用下，涤纶分子酯键会发生一定程度的水解。不同的碱剂，对涤纶的水解程度也有较大差异。有机碱对涤纶酯键水解的能力远小于无机碱，但它对纤维强度的破坏却很大。常见无机碱对涤纶碱减量加工的影响见表4-2。从实验的几种碱剂来看，减量效果KOH＞NaOH＞Na2CO3，生产中以采用氢氧化钠为宜。
表4-2 常见无机碱剂对涤纶碱减量加工的影响
注碱剂浓度0.5mol/L，温度95℃，时间30min，浴比1:20
氢氧化钠浓度对碱减量加工的影响见图4-4。
浓度越大，涤纶的水解反应程度越大，减量率和强力损失也就越大。
从理论上看，涤纶的理论减量率与氢氧化钠用量关系见下式：
当氢氧化钠用量为8%（owf）时，涤纶的理论减量率为19.2%。然而，此乃碱与涤纶完全反应时的情况。实际上，受外界条件的影响，涤纶的实际减量率要低于理论减量率。
随碱浓度的增大，实际减量率和理论减量率的差距增加，虽然减量率随之提高，但氢氧化钠的利用率逐步降低。
（2）促进剂的影响。促进剂在减量过程中起催化作用。处理浴中加入减量促进剂，可加快碱对涤纶分子的水解反应，提高水解效率和碱的利用率。减量促进剂品种较多，一般为阳离子表面活性剂，常用的是季胺盐类表面活性剂，特别是有苄基的季铵氯化物，其中以碳原子数为12～16的效果较好。不同促进剂及促进剂用量对减量率的影响如4-5所示。
图4-4 NaOH浓度与涤纶减量率、强力损失率的关系
碱处理条件：减量促进剂1g/L，温度100℃，时间60min，浴比1:50，在练槽中进行
图4-5 促进剂用量和减量率的关系
不同促进剂在不同温度下，促进效果是有差异的。在100℃减量时，1227促进剂（十二烷基二甲基苄基氯化铵）效果优于1631促进剂（十六烷基三甲基溴化铵）；而在130℃减量时，则1631效果超过1227。工厂常用的抗静电剂SN作为减量促进剂，使用量为织物重量的1%左右。
促进剂能加快碱对涤纶的水解反应速率，提高碱利用率，但在一般情况下去除涤纶上的促进剂是比较困难的。若纤维上促进剂洗不净，易导致纤维泛黄，造成染色病疵；另外，高温减量时，促进剂的加入会使纤维损伤增加。
阳离子染料可染的改性涤纶织物减量时不可使用促进剂。涤纶全长丝FDY产品或全涤低弹丝DTY产品减量时可考虑使用促进剂。
（3）温度的影响。温度越高，涤纶水解反应越剧烈。温度对涤纶减量率的影响见图4-6。随着温度的升高，减量率增加。低温时，减量率受温度变化影响较小；高温段，则影响十分显著。当有促进剂存在时，影响减量率的温度明显降低，且影响程度远大于未加促进剂时。由于温度对减量率影响很大，因而必须严格控制温度，否则极易造成减量不匀。
（4）时间的影响。随处理时间的延长，减量率增加，见图4-7。处理后期，减量率变化减小，其主要原因是涤纶水解产物增多，促使碱液黏度增大，降低了OH-的扩散速率，导致反应速率减慢，减量率降低。然而时间与温度及碱浓度相对应，温度越高，则所需时间越短；碱浓度越高，所需时间越短及温度越低。同样，促进剂的加入，也可缩短减量时间。但是，温度的升高和促进剂的加入，虽然可加快反应速率，缩短减量时间，但反应的均匀性及涤纶织物的手感将会受到一定程度的影响。因而，应在保证一定生产效率的前提下，采用较低温度、较浓碱液和较长时间的减量。
图4-6 温度与减量率的关系
1—加促进剂2—不加促进剂
处理条件：NaOH 20%（owf），时间60min，浴比1:50，促进剂1g/L
图4-7 时间和减量率的关系
处理条件：NaOH 10%（owf），促进剂1g/L，浴比1:25
（5）浴比的影响。浴比增大，以对织物重量计算得到的烧碱量（%，owf）在浴中的碱液浓度（g/L）就降低，因而涤纶碱水解反应速率减慢，减量率下降，见表4-3。但碱对涤纶作用的均匀性提高，从而使减量均匀。如果烧碱用量以每升体积中克重表示，则碱浓度不受浴比影响，所以浴比的变化不影响碱量率，这时，浴比增大，可提高减量的均匀性，但烧碱用量随之增加。
表4-3 浴比对减量率的影响
碱减量加工的浴比还与设备有关。一般溢流染色机控制在1：（10～12），喷射染色机浴比为1：（6～8）。
（6）预热定形对减量的影响。热定形能够消除织物的皱印、不均匀的内应力和分子结构的不均匀性，因而，预热定形后碱减量有利于减量均匀和织物手感柔软滑爽。但定形后，涤纶结构的紧密度、取向度和结晶度提高，所以减量时，碱对涤纶分子酯键的进攻受到影响，故减量率有所降低；但当定形温度高于180℃后，由于温度升高，涤纶分子的结晶结构变大，从而使减量率提高，见图4-8。而预热定形时间对减量率的影响见图4-9。
图4-8 预定形温度与减量率的关系
〇—POY纤维（加1227促进剂）
■—POY纤维（加1631促进剂）
▲—PET纤维（加1227促进剂）
图4-9 预定形时间与减量率的关系
所以为获得良好的减量效果，必须严格控制减量前的预热定形条件。
（7）其他因素的影响。影响涤纶减量率的还有一些其他因素。一般来说，在相同条件下，具有高度光泽的圆形纤维较消光多叶形等异形纤维减量率低；纤维线密度低，则减量率高。不同涤纶原丝的减量性能是不同的，其减量率顺序为：着色丝＞高染色丝＞假捻丝＞三角丝＞无光丝＞普通丝＞有光丝＞强力丝。
3.涤纶碱减量加工设备及工艺
（1）间歇式碱减量加工。
①精练槽。精练槽为长方形练桶，生产时一般以五只练桶为一组。
精练槽减量加工的优点是投资低、产量高、张力小、减量率易控制、纤维强力损伤小、适宜于小批量多品种生产。但缺点是劳动强度大、各工艺参数随机性大、减量均匀性差、重现性差，易在织物边部留下破洞。另外，减量时若人工拎动布匹不及时，容易在减量坯布的折转处产生俗称“刀口印”的减量痕。精练槽减量的工艺流程为：
坯绸准备→精练→预热定形→S码或圈码→钉襻→浸渍处理液（95～98℃，60min）→80℃热水洗→60℃热水洗→冷水洗→酸中和→水洗→脱水→烘干
碱减量工艺条件：碱的浓度控制在30%NaOH 6～10g/L，促进剂0.5～1.5g/L，时间控制在60min左右，浴比不小于1:25；续缸处理时补加的碱剂量为头缸的60%～70%。
星形架比精练槽减量处理的均匀性高，但特薄及顺纡织物不宜采用。
②常压溢流减量机。染厂都会用容积较大的J形箱来做固定的减量机，织物定形后在此设备中进行常压绳状运转，其张力低，减量率易控制，残液可利用，产品风格优于喷射溢流染色机，但易出现直皱印。其操作类似于高温高压溢流染色机。由于该设备是常压下进行减量处理，因而其工艺条件和工艺处方类似于练槽，但浴比较练槽低。
此类设备加工的关键是，精确控制碱液浓度、工艺温度、时间及布速，以提高减量率的均匀性和重现性。
③高温高压喷射溢流染色机。此类设备适用于绉类、乔其类织物的加工。该类设备张力低、温度高、碱反应完全、适应性广，可精练松弛后直接减量，对强捻织物的松弛效果明显。
减量时，其碱用量视织物减量率而定。由于减量温度高，时间又较长，因而减量较为充分，所以其碱用量略大于理论用量。如果工艺处方、温度及时间配合合理，则实际碱用量与理论用量最多相差1%。涤纶仿真丝织物的碱量率一般控制在15%～20%，所以实际生产的碱用量宜控制在7%～9%（owf）。上述用碱量是在加入促进剂情况下的用量，此时用碱量应低于9%，至烧碱反应完，即使温度再高，时间再长，也不会发生过度减量而损坏纤维，而且此时不会发生涤纶内部结晶区的水解。如不加促进剂，则用碱量需提高，但一般不宜超过30%。薄型织物在高温高压碱减量时一般不加促进剂，而中厚型织物，则往往需要加促进剂。
该类设备减量，往往根据织物装载容量的多少和设备类型，选择浴比在1：（10～20）。但对低浴比的高温高压染色机，则可采用更低浴比，如气流式染色机，浴比可达1：（3～4）。(www.xing528.com)
这类设备加工的关键在碱浓度的控制，否则减量率就难以控制。
在高温高压喷射溢流染色机碱减量工艺操作中，需注意的是，先将织物在溢喷机中走顺，然后用泵打入已溶解的碱液和促进剂，再走顺5min，使碱液与织物接触均匀，然后升温到70℃开始采用程控，升温速率不超过1℃/min，升至120～130℃，并保温30～40min。常规设备布速不能太高，一般小于100m/min，以溢流为主，略加喷力助送。因此不宜采用单喷射机台，否则易使织物擦伤。若使用单喷射设备，布速宜慢，降温也要缓慢，一般每分钟下降1～1.5℃，至70℃排液。减量后洗涤要充分，如加促进剂，残碱液pH值达7～8，可不用中和，只用热水洗再加皂洗，以去净织物上的表面活性剂及涤纶水解物。
高温高压喷射溢流染色机碱减量工艺举例如下：
30%液碱 20%
促进剂 0.5～1.5g/L
浴比 1：（10～15）
温度 95℃
时间 30～60min
高温高压喷射溢流染色机进行碱减量加工，可使减量在高温下完成，提高减量效率，但控制不当易出现减量过重现象。
喷射溢流染色机易发生布的堵塞，进布速度不宜过快，进布时必须经过导布环，否则会造成织物剧烈抖动，容易与设备缸口部分发生剧烈碰撞，造成织物表面产生大量的“鱼鳞斑”疵点。另外，它虽然张力低，但毕竟存在张力，仍会影响织物的风格。所以生产中要注意防止，并注意避免布匹高速运转时织物的擦伤，减量时布速宜慢。
（2）连续式减量机加工。连续式减量机为平幅减量设备，特别适合加工大批量轻薄涤纶强捻机织物。此类织物大多含有浆料，捻度较高，需进行碱减量加工。该类设备减量织物手感的统一性是精练槽减量和染色机减量所不能比拟的。减量重，手感要求高，是对强捻轻薄涤纶机织物减量产品的基本要求。该设备具有液碱利用率高、生产效率高、水洗效果好的优点。
这类设备都由浸轧、汽蒸、水洗单元组成（图4-10和图4-11），其压力、汽蒸温度、碱浓度等技术参数均自动控制，十分稳定。
图4-11 带高压蒸箱的浸轧汽蒸减量设备结构示意图
①工艺流程。
缝头进布→浸轧碱液→汽蒸→热水洗→皂洗→水洗→中和→水洗
②工艺处方及条件。
30%液碱 270～400g/L
耐碱渗透剂 8～15g/L
汽蒸温度 110～130℃
车速 18～20m/min
由于连续式减量速度快，同时碱浓度和黏度大，涤纶又紧密，因而碱渗透差，使碱与涤纶反应不完全，且易表面化。所以连续减量需加入耐强浓碱的渗透剂，以促进碱的渗透。
③工艺条件的讨论。
a.轧液率提高，增加了涤纶织物上的含碱率，因而减量率随之提高。
b.温度升高，反应速率加快；碱浓度增加，减量率提高。然而，高浓碱不易控制且去碱水洗难，所以连续减量采用低浴比、低碱浓度的高温反应。
c.汽蒸时间加长，减量率增加。
图4-12 含湿量对减量率的影响
d.汽蒸时，当蒸箱内含湿量降低，则被纤维吸附的水分降低，因而使布面的碱液浓度发生变化。若蒸箱内含湿量均匀性不一，则织物上的碱浓度均匀性也会产生问题，从而造成减量不匀。若提高汽蒸温度，则应降低含湿量，所以汽蒸时应均匀给湿。含湿量对减量率的影响见图4-12。要注意，干热与湿热相比，织物强度显著降低，且干热织物没有悬垂性。
e.连续减量时，张力控制极为重要。张力不匀会引起减量不匀。尤其是强捻织物松弛后，对张力特别敏感。
f.连续汽蒸，碱反应效率在30%～50%，因而汽蒸后需充分水洗。
从工艺及生产产品分析，几种减量工艺各有特点，分别有其适应性。比较目前常用的几种减量方式，其结果见表4-4。
表4-4 几种减量方式的减量效果比较
4.碱减量加工对织物性能的影响
涤纶织物经过碱减量加工后，织物性能发生了变化。
（1）织物的力学性能和风格。织物经减量后，随减量率的提高，纤维变细，吸湿回潮率提高，拉伸断裂强度降低，杨氏模量有所提高。随减量率增大，织物的蓬松性、爽挺性及柔软度均有增加，尤其是柔软度；织物弹性和身骨有所下降，悬垂性增加，丰满度提高。
（2）织物的空隙率。经碱减量后，织物纤维变细，因而织物空隙率提高，透气量增加，从而改善了织物的透气性、吸湿性、手感和光泽。
（3）织物的染色性。涤纶经减量后能在较低温度下染色，且随减量率的提高，上染率增加，但饱和得色量与减量率无关，而表观得色量随减量率的增加而降低。其原因是减量后，单位重量纤维的表面积增大，且表面变得凹凸粗糙，使光的漫反射增强。
（4）提高了织物的抗起毛和起球性能。
（5）织物的染色牢度。涤纶碱减量织物的染色牢度要低于未减量织物，其原因主要是纤维上的残留物对染料的吸附导致染料用量的增加等。但色牢度的变化视染料品种的不同而不同。
5.减量效果的控制
（1）手感。手感是碱减量后涤纶织物最显著的变化之一。把织物完全攥在手掌中，先较轻柔再较用力地揉搓织物，才会得到该织物比较全面的手感信息。
（2）强力。减量过重，织物强力损伤过大，克重损失过多，织物变薄，虽然增加了织物的飘逸性，但悬垂性损失较大，织物身骨将逐渐消失。一般情况下，减量率每增加1%，织物的强力就下降2%。织物强力损伤过大后，纱线间的移动空间明显增加，服装在缝制过程中可能会造成接缝的滑移和扒丝。虽然织物表面柔软剂过多时也能产生扒丝，但这种现象是可修复的。强力损伤过大造成的织物扒丝现象无法回修。
6.减量织物常见疵病及解决办法
（1）水洗不净。减量中低聚物优先于大分子聚酯纤维水解。根据相似相溶原理，这些先水解的低聚物对涤纶织物表面的吸附能力很强。如果不把吸附于纤维表面的低聚物去除，染色时分散染料会更容易在织物表面与这些低聚物相互吸附，在织物表面产生染料聚集，形成色点，严重影响染色质量。另外，减量后水洗不净也会造成织物表面残留碱剂偏多，分散染料在湿热高温碱性条件下易水解，最后织物易产生色变和色花。所以，减量后染色前的水洗十分重要。
（2）低聚物凝聚。低聚物是聚酯纤维生产过程中产生的聚合度较低的聚酯小分子。减量后低聚物由于分子结构与涤纶相同，很容易吸附在织物表面。染色时吸附在织物表面的低聚物吸收大量染料后在织物表面产生色花。染色前要充分水洗，水洗时加入有利低聚物去除的助剂。
（3）减量过重。由于工艺控制不当可能会造成减量过重现象。织物手感疲软无身骨，织物厚度明显下降。适当提高定形温度、适当降低定形张力、适当增加定形正向超喂、定形时适当添加少量修补剂、不添加柔软剂，都可以增加织物收缩率和厚度，适当补救减量过重疵病对织物的影响。
（4）减量过轻。由于工艺控制不当可能会造成减量过轻现象。织物手感偏硬、厚度偏高、无悬垂性。减量产品定形后发现手感偏硬，通过添加柔软剂的方法无法解决。用染缸在常温下加适量碱液回修，可较好地修正手感。减量回修后织物出现色差，需出缸脱水、烘干后重新打样染色。
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